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燃煤电站烟气污染已成我国重要的大气污染源之一,主要由于燃煤电站烟气中氮氧化物(NOx)极易导致酸雨、光化学烟雾、温室效应等不良现象,造成严重生态环境失衡。所以,NOx排放问题引起了广泛关注,相关法规也对其排放量作了严格要求。目前选择性催化还原(SCR)法是应用最广泛和效率最高的氮氧化物控制法,是解决燃煤电站脱硝的首选。绝大多数电站所使用的商用脱硝催化剂活性温度为300400℃,为满足其活性需求必须将SCR反应系统置于除尘和脱硫控制装备上游,而此处高尘高硫易造成催化剂中毒失活;为了避免催化剂毒化,可将SCR反应系统置于除尘和脱硫工艺之后,但此处烟气温度降低,故研发性能优异的低温脱硝催化剂(目标温度≤200℃)成为本课题的重点。分别以纳米级TiO2和ZSM-5为载体,采用沉淀法制备两类Mn/Fe摩尔比=1的负载型复合锰铁氧化物催化剂,在反应气中各组分的体积分数:NO=1000ppm,NH3=1000ppm,O2为5%,高纯N2为平衡气的条件下,考察了活性组分负载量、反应温度对SCR反应体系中催化剂性能的影响。活性测试结果显示Mn-Fe/TiO2和Mn-Fe/ZSM-5两种催化剂活性组分最佳负载量均为30wt%,150℃时TiO2载体和ZSM-5载体的复合锰铁氧化物催化剂的脱硝率分别为72.33%,73.59%;且两种不同载体催化剂对应的活性温度区间分别为100300℃与150300℃;采用BET、XRD、TPR表征,结果证明负载量大小影响活性组分的分散状态,导致不同的活性组分氧化形态与催化剂结构特征;且Fe2O3和MnO2有利于催化剂的高活性,Mn2O3可提高催化剂对N2选择性,催化剂样品中大量不定形Mn3O4存在是活性不佳的主要原因。考察0.3(Mn-Fe)/TiO2催化剂和0.3(Mn-Fe)/ZSM-5催化剂的稳定性和抗水性,结果表明,连续反应数小时后,活性都会存在降低;相比之下0.3(Mn-Fe)/ZSM-5催化剂显示了较好的稳定性和抗水性,主要原因是ZSM-5自身稳定的结构单元和较好的孔径分布。且水的引入会导致竞争吸附,但对催化活性的抑制是可逆的。总之,催化活性活的大小取决于活性组分中氧化物的种类和晶型,尤其是不定形态MnO2的产生是决定催化活性的重要因素;且活性组分负载量会导致不同分散状况,其分散越好,越有利促进不定形态MnO2生成。